词条 | 库仑作用 |
释义 | 真空中两个静止的点电荷间相互作用的基本规律,称为真空中的库仑定律,简称库仑定律,可陈述为:在真空中,两个静止的点电荷之间的相互作用力的方向沿着它们的连线,作用力的大小与电荷与的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,即 式中是比例系数。这种静止电荷之间的相互作用力称为静电力,常称为库仑力。 就是真空中两个静止的点电荷间相互作用的*库仑力* 1785年,库仑通过扭秤实验,总结出真空中两个静止的点电荷间相互作用的基本规律,称为真空中的库仑定律,简称库仑定律,可陈述为:在真空中,两个静止的点电荷之间的相互作用力的方向沿着它们的连线,作用力的大小与电荷与的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,即式中是比例系数。这种静止电荷之间的相互作用力称为静电力,常称为库仑力。 力的方向如图,若以表示相对于的位矢,其大小为||=,方向从指向,则电荷受到的作用力,可用矢量形式的库仑定律来表示,即式中,是沿方向的单位矢量,它标志位矢的方向。上式中,若与是同种电荷,乘积>0,沿的方向,表示为斥力;若与是异种电荷,< 0,沿反向,表示为引力。 在国际单位制中,电荷的单位是C(库),距离的单位是m(米),力的单位是N(牛),这时,库仑定律中的比例系数k≠1,根据间接的实验推断,其值为。计算时,我们通常取近似值: 通常,我们引入一个新的常量来取代。由于是常量,所以也是一个常量,其值可记为,即:=。由此,可表示成如下形式: 这样,真空中库仑定律便可完整地表示成如下的常用形式,即 需要说明再一次强调,库仑定律只适合于两个点电荷的情况。 在一般情况下,对于两个以上的点电荷,实验证明:其中每个点电荷所受的总静电力等于其他点电荷单独存在时作用在该点电荷上的静电力之矢量和。这就是静电力的叠加原理。也就是说,不管周围有无其他电荷存在,两个点电荷间的相互作用力总是符合库仑定律的。设、、…、分别为点电荷、、…、单独存在时对点电荷作用的静电力,则所受静电力的合力(矢量和)为 上式即为静电力叠加原理的表达式。 库仑定律与静电力叠加原理是静电学的最基本规律。原则上,有关静电学的问题都可用这两条规律解决。例如,在求两个带电体之间作用力时,若不能把它们当作点电荷,就无法直接应用库仑定律,这时根据上述叠加原理,可将它们划分成无数个能看成为点电荷的小块,求出一个带电体上每一小块对另一带电体上每一小块的相互作用力,再求其矢量和,就可得到两个带电体之间相互作用的静电力。 力的方向如图,若以表示相对于的位矢,其大小为||=,方向从指向,则电荷受到的作用力,可用矢量形式的库仑定律来表示,即 式中,是沿方向的单位矢量,它标志位矢的方向。上式中,若与是同种电荷,乘积>0,沿的方向,表示为斥力;若与是异种电荷,< 0,沿反向,表示为引力。 在国际单位制中,电荷的单位是C(库),距离的单位是m(米),力的单位是N(牛),这时,库仑定律中的比例系数k≠1,根据间接的实验推断,其值为。计算时,我们通常取近似值: 通常,我们引入一个新的常量来取代。由于是常量,所以也是一个常量,其值可记为,即:=。由此,可表示成如下形式: 这样,真空中库仑定律便可完整地表示成如下的常用形式,即 需要说明 再一次强调,库仑定律只适合于两个点电荷的情况。 在一般情况下,对于两个以上的点电荷,实验证明:其中每个点电荷所受的总静电力等于其他点电荷单独存在时作用在该点电荷上的静电力之矢量和。这就是静电力的叠加原理。也就是说,不管周围有无其他电荷存在,两个点电荷间的相互作用力总是符合库仑定律的。设、、…、分别为点电荷、、…、单独存在时对点电荷作用的静电力,则所受静电力的合力(矢量和)为 上式即为静电力叠加原理的表达式。 库仑定律与静电力叠加原理是静电学的最基本规律。原则上,有关静电学的问题都可用这两条规律解决。例如,在求两个带电体之间作用力时,若不能把它们当作点电荷,就无法直接应用库仑定律,这时根据上述叠加原理,可将它们划分成无数个能看成为点电荷的小块,求出一个带电体上每一小块对另一带电体上每一小块的相互作用力,再求其矢量和,就可得到两个带电体之间相互作用的静电力。 |
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